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MIT新型便攜成像系統GelSight可實現瞬間3D成像

2011-08-19
來源:EEworld

  麻省理工學院(MIT)的研究人員開發出了一種簡單、便攜的成像系統GelSight,該系統結合了透明板、合成橡膠、具有微小金屬粒的外漆層,以及更巧妙的算法,可實現過去僅能通過大型和昂貴實驗室設備來實現的3D成像。

  該設備提供了一種可檢查大體積產品的方法,這些產品由于體積較大而無法在顯微鏡下做檢驗。未來這種方法也可能用于醫學、法醫學和生物識別等領域。

  GelSight在一塊透明板上放置了合成橡膠,其中一邊涂上了含有小金屬微粒的油漆。當用板上的橡膠對物件表面施壓時,這個板子有油漆涂面的那一側便會變形。而安裝在板子另一側的攝影機便攝取結果,并由電腦視覺算法來分析這些影像。

  新的更高分辨率版本的GelSight可達到深度少于1微米、截面約2微米的物理特征。

  GelSight是從一項建構機器人觸覺傳感器的專案中衍生而出。研究人員意識到,他們的系統可提供的分辨率,比觸覺感測所需的更高。

  研究人員縮小了漆層表面上的金屬微粒,并使用了與以前不同的照明方案,而這便需要重新設計電腦視覺算法來測量表面特征。

  傳統上,要產生微米級影像,必須使用大型且昂貴的設備,如共聚焦顯微鏡或白光干涉儀,而且要產生一幅3D影像可能要耗時數分鐘到數小時之久。這類設備通常必須安裝在可隔離振動的桌子上,可能必須使用到花崗巖材質的桌面和減震器。

  與此相反,研究人員Edward Adelson和Micah Kimo Johnson建立了一個傳感器模型,其尺寸約等于一個汽水罐,幾乎可瞬間產生3D影像。

  當多個攝影機測量到橡膠的形變后,該系統便可產生目標物件的3D模型,而且該模型能在電腦屏幕上以多個角度進行檢查。

  Adelson和Johnson正在與一家大型航太公司和數家工業設備制造商進行討論,他們對于采用GelSight來檢驗產品完整性感到興趣。

  該技術也引起了刑事鑒識專家的高度關注,認為它可以提供一種成本低廉但高效的鑒定方法,以進行木倉枝的彈道比對。

 

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